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1、Z-DEVD-FMK 處理能降低 teroxirone 抑制 Huh7 細胞生長之效果 且下調外源性細胞凋亡相關基因表現

利用 MTT assay 檢測 teroxirone 對三株常見肝癌細胞株 Hep3B、

HepG2 與 Huh7 之影響 (圖一 A),在較低濃度藥物處理僅 Huh7 細 胞生長會受到明顯抑制。由西方墨點法結果顯示 (圖一 B),

extrinsic apoptosis pathway 相關蛋白則隨加藥時間延長或濃度上升 而上升,訊息傳遞上游的 Fas-associated protein with death domain (FADD)、caspase-8 與 caspase-6 隨加藥濃度上升,表現量上升,到 最高濃度時因為已處於凋亡晚期,所以表現量開始下降;下游的 caspase-3 與 poly (ADP-ribose) polymerase (PARP)則有隨著加藥時 間或濃度上升而有表現量上升的趨勢,證明 teroxirone 會誘發 Huh7 細胞產生外源性細胞凋亡。

Caspase-3 為細胞凋亡相關蛋白,藉由 caspase-3 抑制劑

Z-DEVD-FMK 前處理對於 teroxirone 所造成的細胞凋亡與其抑制 增生效果是否會影響,就可以間接證明 teroxirone 所誘發的細胞凋 亡是否與其抑制增生有關連性,以及確定其細胞凋亡是否透過外 源式途徑。比較有無抑制劑 Z-DEVD-FMK 處理的 MTT 結果 (圖 二)。發現相同藥物濃度處理下有抑制劑前處理的存活率較高,且

31 Z-DEVD-FMK 處理確實會抑制 teroxirone 所引發的細胞凋亡,並 讓細胞出現 G2/M arrest 的現象。由上述 MTT 與細胞週期分析證明 teroxirone 是因為誘發 Huh7 產生細胞凋亡,才使得細胞存活率下 降。

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FADD 下游 caspase-8,-6,-3 與 PARP 都要到最高濃度藥物作用才看 到有活性的蛋白表現。由此可看出抑制劑 Z-DEVD-FMK 前處理能 降低細胞凋亡程度,上述結果可以間接證明 teroxirone 所誘發的細 胞凋亡是透過外源式途徑。

2、低濃度的 teroxirone 能抑制 Huh7 細胞遷移並降低癌細胞轉移相 關基因表現 傷口快要完全癒合,而有加藥的組別,與低濃度 teroxirone 處理的 細胞傷口寬度比較,高濃度藥物處理下細胞刮痕傷口較寬。由統

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Huh7 細胞遷移實驗 (transwell migration assay)結果 (圖六 A),

可看出未加藥的控制組,通過 transwell 的細胞明顯較有加藥的組 別來的多,而顯微鏡下觀察亦可發現,藥物處理濃度越高,細胞 通過 transwell 的數目越少。統計結果顯示隨加藥濃度上升,細胞 通過的 transwell 的比例有明顯下降,在 0.5 M 就達到顯著差異。 細胞遷移的能力。以細胞侵入實驗 (transwell invasion assay)觀察 Huh7 細胞侵入能力是否受到藥物影響,結果顯示 (圖七 A)不論是 LAS4000 影像紀錄還是顯微鏡下的細胞數量,隨加藥濃度越高,

細胞穿越 matrigel 通過 transwell 的比例越低,統計結果在最低濃 度的藥物處理下 (0.5 M),細胞穿越 matrigel 到達下層的數量較 控制組達到顯著差異。相較 HepG2 結果 (圖七 B),在藥物處理後 細胞侵入能力不受影響,統計結果加藥組與控制組亦無顯著差異,

為負控制組。

34 量有隨 teroxirone 藥物濃度增加而有下降的趨勢。與血管新生相關 的 VEGF 也同樣有下降趨勢。反觀負控制組 HepG2 細胞則沒有因 為 teroxirone 處理而有下降趨勢。這些結果都說明低濃度的

teroxirone 對於抑制癌細胞轉移有很好的效果。

3、Teroxirone 抑制 Huh7 肝癌類幹細胞之增生與幹細胞標誌物 透過 BrdU staining assay 之螢光強度,來判斷細胞增生程度。

螢光強度越強,表示細胞有頻繁的增生,使 BrdU 可大量嵌入新合 成的 DNA 中;反之亦然 (圖十 A)。由結果可看出隨加藥濃度上升,

Huh7 肝癌類幹細胞的大小有明顯變小,BrdU 螢光強度亦有明顯

35 CD133、ALDH1A 之結果相似,在 30 M 的 teroxirone 處理後,

Huh7 肝癌類幹細胞 NANOG 螢光強度跟 control 相比有明顯下降 趨勢,比對西方墨點法結果 (圖十一),最高濃度 30 M 的 teroxirone 處理後,NANOG 蛋白表現量下降高達約 50%。實驗證明 teroxirone 處理具有抑制 Huh7 肝癌幹細胞的細胞標誌物 CD133、ALDH1A1 與 NANOG 的能力。

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4、Teroxirone 抑制 Huh7 細胞於裸鼠形成之腫瘤生長

由實驗期間測量腫瘤體積的統計結果 (圖十二 A),沒有藥物 mg/kg 的 teroxirone 處理下,腫瘤的大小有明顯的變小,腫瘤重量 也有明顯減輕 (圖十二 D)。腫瘤組織切片以 PCNA 為一抗進行免 疫螢光染色,於共軛焦顯微鏡下觀察 (圖十三),在沒有藥物處理 的控制組,多數細胞的細胞核之位置,都有偵測到 PCNA 的綠色 螢光,表示多數細胞處於細胞增生的狀態;反觀有加藥的實驗組,

代表 PCNA 的綠色螢光與控制組相比,有明顯下降,且隨加藥濃 度上升,下降的幅度越大,證明 teroxirone 的確具有抑制癌細胞生 長的效果。由 H&E 染色結果 (圖十四)可以發現,經過藥物處理的

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組織切片與控制組相比,細胞排列較為鬆散。並可以透過觀察細 胞型態發現,部分細胞開始凋亡,出現細胞凋亡的細胞特徵 (圖十 四黑色箭頭所指出之細胞),這些特徵包括:細胞開始皺縮,使之 脫離周圍細胞、細胞核變成類似新月狀緊貼於細胞膜、部分細胞 核開始裂解成數個小核等。進一步利用 TUNEL 分析腫瘤組織切片 中是否有產生細胞凋亡 (圖十五),未加藥的控制組,細胞核皆未 偵測到 TUNEL 的綠色螢光;而有藥物處理的實驗組,部分細胞有 偵測到 TUNEL 的綠色螢光,且隨藥物處理濃度上升,有綠色螢光 強度越強,表示 teroxirone 會使癌細胞產生細胞凋亡。最後,初步 的西方墨點法結果 (圖十六)顯示,執行細胞凋亡反應的 caspase-3 在低濃度 0.9 mg/kg 藥物濃度處理下有上升趨勢;其下游 PARP 在 有加藥的組別中亦被水解成 89 KDa 的片段,teroxirone 處理後細 胞凋亡相關蛋白開始表現,再次證明 teroxirone 確實會使癌細胞產 生細胞凋亡。

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因此本研究探討新興三環藥物 teroxirone 對於肝癌細胞生長機制的影 響。過去已有文獻指出 teroxirone 具有抑制非小型肺癌細胞株生長的 效果 [12],而實驗室也根據 MTT 與西方墨點法之結果(圖一 A 與 B),

初步證實 teroxirone 能抑制肝癌細胞株 Huh7 增生,並誘導產生外源 性細胞凋亡途徑。本篇利用 caspase-3 的抑制劑 Z-DEVD-FMK 前處理 後,透過 MTT、細胞流式儀與西方墨點法來驗證 teroxirone 對於 Huh7 細胞的影響。

選用 Z-DEVD-FMK 是因為有文獻指出,該抑制劑不僅僅對 caspase-3 有抑制效果,對其上游 caspase-8 亦有抑制效果 [30,41],故 適用於本篇探討外源性細胞凋亡途徑。MTT 的結果證明

Z-DEVD-FMK 前處理後,能回復細胞存活率 (圖二),表示 teroxirone 對 Huh7 細胞造成的細胞存活率下降與細胞凋亡有直接關係。流式細 胞儀分析細胞各週期分布,也發現 10 M 的 teroxirone 處理前若有

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